Academic literature on the topic 'Agrégats de carbone'

La matière organique (MO) est un élément important de la fertilité des sols cultivés. Les mesures de réflectance ont déjàété utilisées avec succès pour prédire la teneur en carbone organique (CO) des sols agricoles, soit au laboratoire surdes échantillons de sols séchés, soit directement au champ à l'aide de spectro-radiomètres de terrain ou grâce à desimages satellitaires. Cette étude propose une méthode de prédiction spatialisée du CO des sols, à partir d'imageriedrone. Une parcelle agricole de 13 ha « la Grande Borne », située dans la plaine de Versailles (78), a été suivie en avril2013, peu avant le semis alors qu'elle était encore en sol nu. Le drone AIRINOV® utilisé était équipé de la caméramultispectrale quadri-bande multiSPEC 4C® (550nm, 660nm, 735 nm et 790 nm) et évoluait à une altitude de 150 m.Vingt-trois placettes de contrôle au sol, réparties dans la parcelle, ont été délimitées par des cibles géolocaliséescentimétriquement par DGPS et ont fait l'objet de mesures synchrones au vol drone : mesures spectrales de terrain(ASD FieldSpec 3®), mesures de rugosité par une méthode photogrammétrique, prélèvements d'échantillons de solpour analyse de la composition chimique et de la teneur en eau. Les images obtenues d'une résolution de 15cm ont étégéoréférencées avec une précision infra-pixellaire. Les spectres de terrain ont été agrégés sur les bandes spectrales de2la multiSPEC® 4C afin de valider par régression linéaire la qualité des données de réflectance du drone. Les Robtenus, entre 0,8 et 0,9 selon les bandes, ainsi que l'erreur comprise entre 1 et 3% en réflectance, ont montrés lafiabilité du capteur multiSPEC 4C®. La teneur en CO a ensuite été estimée par régression des moindres carrés partiels(PLSR) à partir des mesures spectrales sur les 23 placettes. L'erreur quadratique moyenne de validation croisée(RMSECV) par la méthode LOO (Leave One Out) était de 1,97 g de CO par kg de sol. Un second modèle intégrant lacorrection des effets de l'humidité et de la rugosité sur la réflectance, a permis d'améliorer la qualité de la prédiction de18% avec une RMSECV de 1,61 g/kg. Le modèle a enfin été spatialisé sous SIG et comparé à de simples interpolationsspatiales des analyses de sol.

L'etude de petits agregats metalliques sur differents supports carbones, notamment du platine sur graphite, a ete entreprise afin d'optimiser la preparation de ces catalyseurs. Obtention d'une connaissance approfondie de la microstructure des particules metalliques et en particulier etude en detail des modifications de structure, de morphologie et des proprietes electroniques du metal susceptibles d'etre induites par le support. Etablissement des relations entre la microstructure du catalyseur et ses proprietes catalytiques notamment dans la reaction d'hydrogenation selective du cinnaldehyde. Deux methodes de preparation ont ete developpees, l'une par echange cationique et l'autre a partir d'un complexe zerovalent du platine

Cette thèse a été réalisée dans le cadre d'un projet européen qui a réuni plusieurs groupes de recherche au sein d'un réseau du 5e PCRD intitulé "Delayed Inonisation and Comptering Cooling Mechanisms in Atomic Clusteres" (en abrégé ECCN pour "European Cluster Cooling Network"). L'objectif de ce réseau était d'étudier la dynamique de désexcitation des agrégats au moyen d'pproches complémentaires ans les différentes équipes partenaires. [. . . ]

Ce travail de recherche porte sur le développement d'un modèle quantique semi-empirique pour la structure électronique et géométrique des petits agrégats de carbone neutres, simplement et doublement (positivement) chargés. Le modèle est validé par le calcul de propriétés structurelles (géométries, spectres infrarouges et optiques) et de données énergétiques (énergies de liaison, potentiels d'ionisation, énergies et barrières de dissociation) sur ces espèces, et leur comparaison à des calculs ab initio. Le modèle est appliqué à l'étude de l'équilibre d'isomérisation des petits agrégats C+n pour n=3-7, et à des simulations, en dynamique moléculaire non-adiabatique, de l'excitation et de la relaxation de C+2 et C+3 lors de la collision avec un atome d'hélium à haute vitesse. Dans une première partie, nous décrivons les problématiques et les méthodes propres à l'étude des agrégats, l'expérience de collision qui a motivé notre travail, les méthodes de calcul de structure électronique sans approximation et l'état de l'art en ce qui concerne les méthodes semi-empiriques pour la description des agrégats. La seconde partie, traite de la structure du modèle, et des différentes méthodes que nous avons utilisées pour son paramétrage, pour sa validation et pour son exploitation. Enfin, dans la troisième partie, nous présentons les calculs réalisés au moyen du modèle. L'étude de l'équilibre d'isomérisation des petits agrégats de carbone à 3500 K montre l'importance de la prise en compte d'isomères autres que les isomères fondamentaux à de telles température, et l'inclusion de l'excitation électronique dans le cas de C+3 illustre la forte contribution de la densité d'états électroniques pour la thermodynamique de tels agrégats. Dans le cas des simulations de collisions avec l'hélium et de la fragmentation de C+2 et de C+3, notre travail précise les difficultés méthodologiques liée à une telle étude dont l'origine réside dans la prise en compte les états excités électroniques et dans la complexité de leur spectre
This research tackles the development of a quantum semi empirical model for small neutral carbon clusters and their cations (singly and doubly charged). The model aims at a good description of both the geometric and electronic structure of these species, for non-adiabatic molecular dynamics simulations of high-energy processes. Comparison of structural properties (geometries, infrared and optical spectra) and various energy differences (binding energies, ionization potentials, dissociation barriers) obtained with the model against their ab initio couterparts yields a reasonable agreement. The model is applied to the study of the isomerization equilibrium of small cations C+n, with n=3-7, at 3500 K, and to non-adiabatic molecular dynamics simulations of the excitation and relaxation of C+2 and C+3 upon a high-speed collision with an atomic helium target. The first part of the text presents the scientific and methodological contexts of these developments : specific issues and methods of cluster physics, the collision experiment that originated the development of our model, approximation-free electronic structure calculation methods and state-of-the-art approximation schemes applicable to the description of clusters. In the second part, we describe the model, its structure and parametrization, implementation details, and algorithms used for the applications (electronic structure calculation, structural optimization, and numerical propagation). .

Ce travail de thèse porte sur l'étude théorique de la fragmentation de petits agrégats carbonés et d'hydrocarbures neutres par le modèle statistique Micarocanonical Metropolis Monte Carlo (MMMC). Ce modèle décrit, à contrainte d'énergie fixée, l'espace des phases associé à tous les degrés de liberté accessibles au système (partitions des masses, mouvements de translation et de rotation, spin et moment angulaire des fragments, etc.). Les ingrédients de base du modèle (énergies de dissociation, géométries, fréquences de vibration etc.) doivent être obtenus par un calcul ab initio. Ils ont été calculés à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) au niveau de calcul B3LYP/6-311+G(3df). Les probabilités obtenues des voies de fragmentation en fonction de l'énergie d'excitation, ont été comparées aux données expérimentales obtenues auprès du Tandem. Des faisceaux de haute vitesse (projectile de Cn+ à v = 2.6 u.a. et de CnH+ à v = 4.5 u.a.) entraient en interaction avec les noyaux d'hélium. Tous les rapports de branchement des voies de fragmentation des Cn (n ≤ 9) et des CnH (n ≤ 4) résultant de capture électroniques ont été mesurés. La distribution d'énergie d'excitation de l'agrégat parent a du être ajustée pour que les mesures expérimentales soient reproduites d'une façon optimale, à l'aide de deux algorithmes : Non-Negative Least Squares et backtracing Bayesien. La comparaison des probabilités théoriques et expérimentales montre un bon accord global. Les deux algorithmes de minimisation ont convergé vers des distributions d'énergie déposée présentant des pics. Ces pics pourraient être la signature d'états moléculaires spécifiques jouant un rôle dans la fragmentation du cluster.

L’émission IR de nombreuses lignes de visée dans le milieu interstellaire (ISM) présente des bandes d’émission appelées AIBs, habituellement attribuées aux hydrocarbures aromatiques polycyliques (PAHs). Identifier les porteurs des AIBs permettrait une meilleure compréhension de l’évolution de la matière carbonée dans l’ISM. Le but est ici de pouvoir comparer les AIBs avec des spectres IR théoriques et expérimentaux de nanoparticules hydrocarbonées. Le travail réalisé ici a porté sur l’analyse structurale de ces systèmes. Des systèmes moléculaires désordonnés contenant de 24 à 60 atomes de carbone sont générés par des simulations Monte Carlo par échange de répliques à l’aide du potentiel réactif empirique AIREBO. Après minimisation de leur énergie potentielle, les structures ainsi créées sont caractérisées à l’aide de divers paramètres d’ordre. L’évolution de l’organisation structurale est analysée en fonction de la taille et de la composition chimique (rapport C/H) des systèmes. Les structures obtenues présentent une grande diversité. L’étude statistique des différents paramètres d’ordre permet de mettre en évidence des tendances. La forme globale prise par les agrégats dépend de leur taille. Les atomes d'hydrogène, souvent périphériques sur les structures de type cage, favorisent un degré d'organisation plus fort. Le calcul des spectres IR de ces structures sera réalisé dans le futur. Pour obtenir des spectres expérimentaux de nanoparticules hydrocarbonées en phase gaseuse, le développement du spectromètre en émission IR FIREFLY a été poursuivi et FIREFLY a été couplé avec une source de nanoparticules. Ces développements permettront bientôt de mesurer les spectres expérimentaux des systèmes d’intérêt
The mid-IR emission of many lines of sight in the Interstellar Medium (ISM) displays Aromatic Infrared Bands (AIBs) commonly attributed to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). Identifying AIB carriers would allow for a clearer view of carbon matter evolution in the ISM. We intend to compare AIBs with theoretically derived and expermentally obtained IR spectra of hydrocarbon nanoparticles. The work done here focused on the structural analysis of such systems. Disordered molecular systems containing 24 to 60 C-atoms are generated by multi-tempering Monte Carlo simulations using the empirical potential AIREBO. After quenching the potential energy, the created structures are characterized with various order parameters. The evolution of the structural organization is analyzed as a function size and chemical composition (C/H ratio) of the systems. Generated structures display a great diversity, The statistical study of the order parameters shows tendancies. The global shape of the clusters depends on their size. H-atoms, often found on the edges of cage-like structures, favour a higher degree of organization. The calculation of IR spectra for those structures will be done in the future. To obtain experimental spectra of gas-phase hydrocarbon nanoparticles, the development of the IR emission spectrometer FIREFLY was continued. FIREFLY was coupled with a source of nanoparticles. Thoses developments will soon allow to measure experimental spectra of the molecular systems of interest

Nous avons mis en evidence l'influence du support sur les proprietes physico-chimiques d'un depot metallique. Pour cela nous avons etudie la chimisorption de co sur des films de palladium d'epaisseur massique e comprise entre 0,01 et 0,2 nm. Les echantillons ont ete prepares sous ultravide uhv par condensation de vapeurs sur des monocristaux d'alumine alpha (1012) et de mgo (001). Dans ces conditions en faisant croitre e nous avons obtenu des collections d'agregats varies: monomeres adsorbes en site, multimeres 2d ou parfois a 3d. Le suivi de la croissance du depot a ete effectue in situ par spectrometrie de masse d'ions secondaires en regime statique (ssims). Les caracteristiques morphologiques des depots ainsi que la barriere de potentiel locale ont ete deduits de l'analyse des signaux ssims emis par le metal et par l'oxyde. La chimisorption de co a ete etudiee par thermodesorption programmee (tdp) et aussi par ssims. Pour une meme quantite d'atomes la cohesion en surface des depots est plus faible sur mgo que sur l'alumine. La variation de la fonction travail locale en fonction de e est differente sur les deux supports. Ces surfaces ont montre vis a vis de co les comportements suivants: sur mgo et pour les agregats 2d, l'energie e#b de liaison pd-co decroit avec la dispersion de 1,2 a 0,5 ev et le mode de liaison est preferentiellement lineaire ; sur les agregats 3d submicroscopiques, la reactivite est faible, e#b est de l'ordre de 2 ev et decroit ensuite avec la taille. Sur l'alumine, e#b est tres elevee pour les faibles depots sur lesquels nous avons observe la formation d'especes pd(co)#2 et pd#2co. La dissociation de co est importante sur les agregats 3d tres petits, ensuite e#b decroit avec la taille. Une etude identique effectuee sur particules de rhodium a revele, par chauffage sous o#2 ou co, une transformation macroscopique des depots. Les observations en microscopie electronique (tem) ont montre des cinetiques de reconstruction plus rapides sur mgo

Un generateur d'agregats d'atomes de type sattler permet d'obtenir des agregats neutres (x#n) d'indium, de bismuth et d'antimoine avec des tailles pouvant aller de quelques atomes a quelques centaines d'atomes. Avec le meme dispositif experimental nous pouvons egalement deposer des jets atomiques ou moleculaires pour ces memes corps. Apres caracterisation des especes contenues dans les jets par spectrometrie de masse a temps de vol des ions, nous avons realise des depots sur substrats de carbone amorphe soit avec des jets atomiques ou moleculaires, soit avec des jets d'agregats. Les depots ainsi obtenus sont etudies par microscopie electronique a transmission (met). Nous avons mis en evidence des differences de croissance des agregats supportes entre les depots obtenus a partir de jets atomiques (in) ou moleculaires (bi#2, sb#4) et ceux obtenus par depot direct d'agregats libres. La forte dependance morphologique et structurale des films d'antimoine en fonction du flux et de la taille moyenne des agregats deposes est etudiee en detail. La caracterisation par microscopie electronique a transmission en haute resolution (methr) des depots met en evidence l'existence de phases oxydees pour les agregats supportes d'indium et d'antimoine. Nous montrons que cette oxydation a lieu essentiellement lors de la remise a l'air des echantillons et que, dans tous les cas, la nucleation et la croissance se font sous forme metallique pour les trois metaux etudies

Les échanges entre le carbone de l'atmosphère et les autres réservoirs (océan, biosphère terrestre...) étaient équilibrés jusqu'à l'ère industrielle. Depuis 1850, les activités anthropiques telles que la déforestation, l'élevage intensif et surtout la combustion d'énergies fossiles émettent en grande quantité CO2 et CH4 dans l'atmosphère. L'équilibre rompu provoque une augmentation de la teneur en carbone dans l'atmosphère. Cette augmentation devrait être plus importante mais il semble qu'une partie du carbone rejeté par la combustion de combustibles fossiles est absorbée par certaines régions de l'océan, des zones « puits ».
Les échanges de CO2 entre océan et atmosphère sont régis par les lois physicochimiques et répondent à des besoins biologiques. Les processus physicochimiques vont faire tendre les teneurs en carbone de l'océan et de l'atmosphère vers un équilibre variant selon la température et la surface de mélange qui est liée à l'intensité du vent. Des processus biologiques interviennent aussi dans les échanges de carbone entre l'océan et l'atmosphère. La couche de surface océanique reste sous-saturée en carbone car les floraisons algales consomment une partie du carbone dissous, par photosynthèse. Une partie de cette biomasse sédimente et emporte ainsi du carbone vers les couches océaniques profondes. A l'issue de la sédimentation une partie du carbone est séquestrée dans les eaux profondes et une moyenne de 0.3 % du carbone produit en surface est intégrée aux sédiments. C'est le principe de la pompe biologique qui augmente le transfert de CO2 vers l'océan profond.
Certaines algues unicellulaires favorisent plus que d'autres la sédimentation du carbone. Ces microalgues peuvent être lestées par des minéraux ou s'intégrer à des particules plus grosses qui sédimentent rapidement. Il existe deux types de ballasts biogéniques, la silice biogénique (BSiO2) principalement formée par les diatomées et le carbonate de calcium (CaCO3) formé majoritairement par les coccolithophoridés. La domination de la production primaire océanique par les diatomées, leur capacité à intégrer de grosses particules ainsi que leur position à la base d'une chaîne alimentaire saine, semblent faire des diatomées le participant majeur de la pompe biologique de carbone. Ceci est en contradiction avec les récentes exploitations des bases de données de flux de particules dans l'océan qui attribuent ce transfert aux coccolithophoridés. Cette incertitude a, en grande partie, motivé le présent travail.
Les diatomées ont besoin de l'acide orthosilicique (DSi) pour construire leur frustule, or, la disponibilité de la DSi dans l'océan global dépend essentiellement de la profondeur de recyclage de la BSiO2. A la fin d'un bloom, de nombreuses diatomées sédimentent sous la forme d'agrégats. L'agrégation des diatomées influence non seulement le recyclage de la BSiO2 dans les eaux océaniques de surface, mais aussi la sédimentation et la préservation de la BSiO2 sur le plancher océanique. Les diatomées agrégées sédimentent en effet rapidement le long de la colonne d'eau, ce qui laisse peu de temps à la dissolution. Les expériences en laboratoire présentées dans cette étude, ont exploré l'influence de l'agrégation sur la vitesse de dissolution de la BSiO2. Des agrégats monospécifiques ont été formés à partir de trois espèces différentes de diatomées, des Chaetoceros decipiens, des Skeletonema costatum, et des Thalassiosira weissflogii. Les vitesses de dissolution de la BSiO2 des cellules de diatomées de la même culture ont été mesurées pour des cellules agrégées et libres, puis comparées. Les vitesses de dissolution initiales des frustules de diatomées étaient significativement plus faibles pour les cellules agrégées (4.6 an-1) que pour les cellules libres (14 an-1). Les vitesses de dissolution plus lentes de la BSiO2 des agrégats ont été attribuées (1) aux concentrations élevées en DSi dans les agrégats (entre 9 et 230 µM) comparativement au milieu environnant les cellules libres, (2) à une plus forte viabilité des cellules agrégées et (3) à un nombre de bactéries par diatomées plus faible dans les agrégats. Les variations des vitesses de dissolution entre les différents agrégats semblent s'expliquer par des concentrations en TEP variables selon les agrégats.
Les processus biogéochimiques internes des agrégats sont fort peu connus. La diminution de la vitesse de sédimentation observée dans les expériences de laboratoire, pourrait n'être qu'apparente si seule la diffusion de l'acide orthosilicique (DSi) depuis l'intérieur vers l'extérieur de l'agrégat était ralentie. En effet de fortes concentrations en DSi ont été mesurées à l'intérieur des agrégats. Nous présentons un modèle qui décrit la dissolution de la BSiO2 dans un agrégat ainsi que la diffusion de la DSi depuis l'intérieur de l'agrégat vers le milieu environnant. Ce modèle simule l'évolution des concentrations internes en DSi et BSiO2, ainsi que l'accumulation de DSi dans le milieu environnant l'agrégat. La vitesse de dissolution est dépendante de l'écart à l'équilibre, qui décroît avec le temps à mesure que la concentration interne en DSi augmente suite au processus de dissolution, ainsi que de la viabilité des cellules, puisque seules les cellules mortes se dissolvent. Ce modèle permet de montrer que seule la combinaison d'une dissolution réellement ralentie et d'une diffusion également ralentie, permet de reproduire les concentrations internes et externes en DSi. Il est suggéré que le ralentissement de la diffusion pourrait être dû à une association étroite entre la DSi et les TEP. Le ralentissement de la dissolution est quant à lui, attribué pour 16 – 33% à la forte teneur en DSi au sein de l'agrégat et pour 33-66%, à une viabilité plus longue des diatomées agrégées.
Au vu de l'importance des diatomées dans les processus de sédimentation de la matière organique (carbone et BSiO2), nous avons utilisé les résultats précédents dans le but d'établir un modèle simplifié des flux de BSiO2 dans la colonne d'eau. Le flux de sédimentation est décrit comme étant majoritairement composé d'agrégats, mais aussi de cellules libres et de pelotes fécales, les résultats expérimentaux de mesures de vitesses de dissolution de la BSiO2 dans les cellules libres, les agrégats et les pelotes fécales sont ainsi combinés avec des mesures in situ de production de BSiO2 et de flux de BSiO2 dans les eaux profondes de neuf provinces biogéochimiques de l'océan. La comparaison des sorties du modèle et des mesures in situ permet de déterminer la composition du flux de sédimentation en qualité (vitesse de sédimentation) et en quantité (répartition de la BSiO2 entre les cellules libres et les grosses particules). Nous déterminons ainsi que 40% à 90% de la BSiO2 produite en surface, se dissout avant la profondeur maximale de la couche de mélange. Le recyclage domine dans tous les sites quelle que soit la vitesse de sédimentation calculée. L'intensité du recyclage en surface est attribuée à la capacité des cellules à rester libres. Indépendamment de leurs ballasts (BSiO2), les diatomées qui ne sédimentent pas sous la forme d'agrégats ou de pelotes fécales de gros brouteurs vont se dissoudre à de faibles profondeurs. Le modèle permet d'obtenir des informations sur la dynamique des particules puisque nous avons pu déterminer que 200 m est une profondeur maximum optimale pour la couche de mélange, à laquelle les processus de terminaison des blooms tels que l'agrégation et le broutage semblent favorisés.
Notre aptitude à comprendre et à prévoir le rôle de l'océan dans le cycle global du carbone et sa réponse aux changements climatiques, dépend fortement de notre capacité à modéliser le fonctionnement de la pompe biologique à l'échelle globale. En dépit des nombreux progrès réalisés, les mystères entourant la pompe biologique de carbone sont loin d'être éclaircis. Dans cette thèse, la pompe biologique correspond à l'ensemble des mécanismes qui assurent le transfert d'une partie de la production primaire marine vers des profondeurs excédant la profondeur de la couche de mélange hivernale, de sorte que le carbone ne sera plus échangé avec l'atmosphère avant quelques décennies ou quelques siècles, c'est-à-dire sur des échelles de temps relevant de celle associée au changement climatique.
La profondeur de la couche de mélange hivernale se situe, selon les régions, entre 50 et 500 mètres avec quelques pointes vers 800 m (Levitus, 1994). Il s'agit là des profondeurs correspondant à la zone mesopélagique dont nous savons peu de choses puisque les flux de matière in situ sont étudiés à l'aide des pièges à particules qui fonctionnent très mal dans cette zone. Ces incertitudes dans les estimations des flux se reflètent dans les hypothèses sur les mécanismes de la pompe biologique et sur ses variations spatio-temporelles, comme le montre notre démonstration fondée sur les concepts d'export hors de la couche de mélange et d'efficacité de transfert à travers la zone mesopélagique.
Dans cette étude, nous avons voulu évaluer le véritable rôle des diatomées dans la pompe biologique de carbone. Toute la question est de savoir à quelle profondeur le carbone transporté par les diatomées est reminéralisé : au dessus ou au dessous de la couche hivernale de mélange ?
Récemment, les modèles globaux ont incorporé une description plus mécanistique des flux, en remplaçant les exponentielles décroissantes par une compétition entre la vitesse de chute des particules et leur vitesse de reminéralisation. Nous présentons dans cette thèse, une approche dans laquelle les flux de carbone au bas de la couche hivernale de mélange ont été calculés à partir de la reconstitution des flux de BSiO2 présentée précédemment et d'une relation empirique décrivant l'évolution du rapport Si:C avec la profondeur dans différentes provinces biogéochimiques. En combinant les flux de BSiO2 avec cette équation, il est possible de reconstruire les flux de carbone à n'importe quelle profondeur et de calculer des efficacités d'export ou de transfert à travers la zone mesopélagique. L'idée est simple : l'utilisation des flux de Si comme traceur des flux de C permet de s'affranchir des difficultés liées à la chimie complexe à laquelle est soumis le C. Par ailleurs, s'il s'avère impossible de reconstruire les flux de C à partir des flux de Si dans l'océan moderne, l'utilisation de la BSiO2 des sédiments comme paleotraceur de la productivité passée sera d'autant plus compromise.
Les flux reconstruits à partir de cette approche semi-mécanistique sont plus faibles que ceux dérivés des algorithmes précédemment publiés et la proportion de carbone exporté diminue lorsque la productivité augmente. Cette reconstruction rappelle l'importance de la saisonnalité. Elle a des implications pour notre compréhension du fonctionnement de la pompe biologique dans l'océan actuel et pour nos interprétations des enregistrements paléocéanographiques sur son fonctionnement dans l'océan passé. Le rôle attribué aux diatomées ou aux coccolithophoridés dans l'export ou le transfert plus profond de carbone, est fortement dépendant de la façon avec laquelle l'export hors de la couche de surface est estimé.

L’augmentation de la teneur en carbone dans l’atmosphère provoquée par les activités anthropiques est freinée par l’effet « puit de carbone » de certaines régions de l’océan, en particulier grâce à la pompe biologique de carbone. La forte participation des diatomées à la production primaire océanique ainsi que leur capacité à former des agrégats nous ont conduit à étudier le rôle des diatomées, et en particulier l’impact de l’agrégation sur la pompe biologique de carbone. Des expériences en laboratoire ont permis de déterminer que la vitesse de dissolution des frustules de diatomées est plus faible pour les cellules agrégées que pour les cellules libres. Le modèle d’agrégat utilisé pour mieux comprendre les paramètres conduisant à ces mesures expérimentales, confirme que la dissolution de la BSiO2 est ralentie et démontre que la diffusion de la DSi dans l’agrégat est plus faible que dans l’eau de mer. Le ralentissement de la dissolution est attribué aux fortes teneurs en DSi mesurées dans l’agrégat et à une viabilité plus longue des diatomées agrégées. Les résultats expérimentaux sont ensuite combinés avec des mesures in situ de flux de BSiO2 dans neuf provinces de l’océan, dans un modèle simplifié reconstruisant les flux de BSiO2 de la colonne d’eau. Ce modèle détermine la répartition de la BSiO2 du flux entre cellules libres et grosses particules et donne des informations sur la dynamique des particules. Les flux de BSiO2 reconstruits, associés à une relation empirique donnant l’évolution des rapports Si:C avec la profondeur, permettent d’évaluer le véritable rôle des diatomées dans la pompe biologique de carbone en calculant les flux de carbone au bas de la couche hivernale de mélange. L’utilisation des flux de Si comme traceur des flux de C permet de s’affranchir des difficultés liées à la chimie complexe à laquelle est soumis le C. Le rôle des diatomées dans l’export ou le transfert de carbone dépend de la façon d’estimer l’export hors de la couche de surface
The dramatic increase of carbon concentration in the atmosphere is limited by the action of some oceanic areas that act like a “sink of carbon” mainly thanks to the biological pump. Because of the strong participation of diatoms to the primary production and their ability to aggregate, we study the role of diatoms and the impact of aggregation on the biological pump. Laboratory experiments determined that the BSiO2 dissolution rate of aggregated cells is lower than the one of freely suspended cells. The model of aggregate used to better understand aggregate internal parameters that provoke the decrease of the dissolution rate, confirmed that the dissolution is lower in aggregates and added that the DSi diffusion in aggregate is lower than in seawater. The decrease of the BSiO2 dissolution rate is attributed to the strong DSi concentrations measured into aggregates and to the higher viability of aggregated cells. Experimental results were then combined with in situ measurements of BSiO2 fluxes in nine areas cf the ocean, intc a simple model that reconstruct BSiO2 fluxes in the water column. This model allows to calculate the repartition of the BSiO2 between large particles and freely suspended cells and to better understand particles dynamic. The BSiO2 fluxes reconstructed using the model, were then associated with a relation between Si/C ratios and water column depth to determine the real importance of diatoms in the biological pump cf carbon. We then calculated the carbon fluxes at the maximum depth of the mixing layer. The use of the Si fluxes as a proxy of the carbon fluxes allow to ignore difficulties due to the cornplexity of the carbon chemistry. The role of diatoms in the export and transfer of carbon strongly depend on the way used to calculate the export out of the surface layer